Ketika gaya yang menarik sebuah benda membentuk sudut, maka harus dilakukan pemecahan gaya-gayanya berdasarkan sumbu x dan sumbu y.
Mengapa harus dipecah?
Karena yang menarik benda haruslah gaya yang sesuai dengan bidang geraknya.
Konsep rumus
Biar semakin paham, kita telusuri dulu konsep rumusnya. Kenapa harus dipecah dan bagian mana yang harus digunakan.
Bagian sumbu x atau sumbu y.
Perhatikan gambar di bawah
Nanti gambar soalnya seperti di atas.
Benda ditarik ke kanan oleh dua buah gaya dan bergerak sejauh beberapa meter.
Yang harus diubah adalah F2.
Mengapa?
Di atas sudah disebutkan kalau gaya yang membentuk sudut harus dipecah menjadi komponen sumbu x dan sumbu y.
Untuk gaya F1, kita sampingkan dulu. Fokus ke gaya F2 karena gaya inilah yang membentuk sudut dengan bidang datar atau bidang gerak.
Perhatikan :
- Gaya F2 asli adalah yang berwarna putih, yang arahnya membentuk sudut 30⁰
- Gaya ini bisa diubah menjadi komponen sumbu x dan sumbu y
- Gaya komponen sumbu x menjadi F2x
- Gaya komponen sumbu y menjadi F2y
Untuk menghitungnya bagaimana?
- F2x itu mengapit sudut 30⁰, maka harus dikalikan dengan cos
F2x = F2. cosθ - F2y ada di depan sudut 30⁰, maka harus dikalikan dengan sin
F2y = F2. sinθ
Terus, kita gunakan F2x atau F2y?Yang digunakan adalah F2x, karena arahnya sama dengan gerak benda, yaitu ke kanan. F2y tidak digunakan dalam perhitungan usaha seperti ini.
Nah...
Seperti itulah gambaran konsepnya.
Oh, ada satu lagi...
Mengingat jarak perpindahan benda sudah diketahui, kita tidak perlu menggunakan massa benda dalam perhitungan.
Lebih lengkapnya silahkan lihat pada soal di bawah.
Contoh soal
Setelah membaca konsepnya, sekarang kita bisa mengerjakan soalnya. Soal lengkapnya seperti di bawah ini.
Soal :
1. Dua buah gaya menarik sebuah benda sejauh 5 meter. Kedua gaya tersebut besarnya sama, yaitu 50N. Jika salah satu gaya membentuk sudut 30⁰, sedangkan gaya yang satu lagi searah dengan bidang gerak, hitunglah usaha yang dilakukan terhadap benda itu!
1. Dua buah gaya menarik sebuah benda sejauh 5 meter. Kedua gaya tersebut besarnya sama, yaitu 50N. Jika salah satu gaya membentuk sudut 30⁰, sedangkan gaya yang satu lagi searah dengan bidang gerak, hitunglah usaha yang dilakukan terhadap benda itu!
Gambar soalnya seperti ini.
Memecah gaya F2
Kita harus memecah gaya F2 ke dalam komponen sumbu x dan y.
Gunakan rumus di atas.
Oh ya...Yang digunakan dalam perhitungan adalah F2 dalam komponen sumbu x.
Mengapa?
Karena F2x searah dengan gerak benda ke arah kanan.
Kita hitung F2x dulu.
F2x = F2. cosθ
- θ = 30⁰
F2x = F2. cos 30
F2x = 50. ½√3
F2x = 25√3N
Menghitung gaya total
Nah...
Sekarang kita bisa menghitung gaya total yang menarik benda ini sehingga mampu berpindah sejauh 5 meter.
Gaya yang ke arah kanan adalah F1 dan F2x.
Jumlahkan keduanya.
- F1 = 50N (Diketahui pada soal karena besarnya sama dengan F2)
- F2x = 25√3N
Ftotal = F1 + F2x
Ftotal = 50N + 25√3N
Biarkan dalam bentuk seperti itu, karena kita tidak bisa menjumlahkan keduanya mengingat ada bentuk √3 di satu sisi.
Menghitung usaha
Usaha adalah hasil perkalian dari gaya dan jarak.
W = F.s
- W = usaha (joule)
- F = gaya (N)
- s = jarak (m)
Dari perhitungan di atas, kita sudah mendapatkan datanya.
- F = Ftotal = (50 + 25√3)N
- s = 5 m (diketahui pada soal)
W = (50 + 25√3)×5
W = (250 + 125√3) J
Nah, itulah usaha yang dilakukan kedua gaya tersebut.
Terus...
Usahanya masih bisa diubah juga, dengan mencari nilai dari √3.
W = (250 + 125√3) J
- √3 = 1,7320
W = (250 + 125×1,7320) J
W = (250 + 43,3) J
W = 293,3 Joule
Semoga membantu ya!!
Baca juga ya :
Post a Comment for "Dua gaya menarik sebuah benda. Salah satu gaya membentuk sudut 30o. Hitunglah usahanya!"